（鑄造車間、裝置科）
一、立項概述
隨著國內鋁冶煉工業的大規模擴建，鋁母線市場需求大增，包鋁集團一公司原有一條鋁母線水平鑄造生產線，但由於裝置陳舊，其產品規格和產品質量都難以滿足需要，因此必須進行更新，同時一公司成立攻關小組對生產線進行了重新設計。
二、設計改進方案
（一）、澆包及冷卻系統改進
澆包及冷卻系統是完成鑄造生產的關鍵裝置，主要改進：
1..澆鑄中間包由原來的矩形截面改為斜坡截面，可減少放鋁和改善鋁液流體力學特性
2. 冷卻水回水系統改造
冷卻水路系統是鑄造生產的關鍵要素之一，母線水平鑄造機冷卻水系統由於設計不合理及年久失修，常常發生回流堵塞現象，直接造成停產，主要原因為：
（1） 鑄機回水坑小而深，不易回流且難清理雜物；
（2） 中間沉澱坑只通迴圈水，與下水不通，當使用自來水生產時，無法回水，只能另接抽水幫浦回水；
（3） 沉澱坑與迴圈水相通部分易堵塞，造成回水不暢。
改進方案如下：
（1） 新打了鑄機回水池，使之寬敞有斜度且深度合適，易於回水和清理。
（2）在沉澱池內新鋪設一條下水管道，使之於下水坑相通。
（3）在沉澱池內裝乙個活動檔塞，在使用其中乙個回水管時，可方便的堵塞另乙個水口。
（4） 下水坑內加裝乙個防護過濾網，以防雜物進入堵塞。
改進後，生產中冷卻水可用自來水也可用迴圈水，加以及時的維護保養在使用中都能保證暢通，解決了回水堵塞影響生產的問題。
（二）、拉坯機改進
1、鏈條裝置改造：
水平式鑄造機是橫向連鑄常用生產裝置，其中多以鏈條式傳動。我公司水平式鑄造機鏈條裝置，原設計鏈板為a3鋼焊接結構，支撐耳焊接在鏈板上，採用大小雙排滾輪。生產實賤中發現鏈板易變形且結構複雜維修困難，尤其不適於大規格母線生產。
技改中我們重新開發一套鏈條裝置，由鏈板、支撐耳、滾輪、銷軸組成，其特點如下：（1）關鍵部件鏈板採用球墨鑄鐵製造，不但強度高、韌性好，而且具有抗熱變形性、耐磨性、耐蝕性，輔以合理的結構是理想的鑄機鏈板；
（2）鏈板與支撐耳分體式，採用內六角螺栓連線，方便維修；
（3）採用單排滾輪裝耐磨內套，輔以合理的裝配間隙可轉動自由；
（4）銷軸無台階，拆裝方便。
經生產實踐證明此鏈條裝置具有鏈板壽命長、故障率低、結構簡單、執行平穩等優點，可推廣應用於多種鏈條傳動裝置。
2、壓輥裝置改進：
水平鑄造機拉坯機壓輥裝置為拉坯機主要附屬機構，起按壓母線與鏈板緊密接觸從而使母線隨拉坯機一起運動的作用，由立柱、壓輥、滑塊、絲槓、絲母及手動齒輪傳動系統組成，在生產中原存在裝置有幾個不足：
（1） 滑塊為方塊狀，由於存在裝配誤差容易卡死或執行不暢，使人工操作壓輥困難；
（2） 滑道為倆片槽鋼狀立柱結構組成，不僅加工困難而且安裝精度不易保證；
（3） 滑塊處緩衝彈簧設計不合理，無法正常完成其設計功能：
（4） 結構龐大，製造不便；
（5） 故障較多，維修困難。
我們首先對滑道、滑塊、彈簧做了改進，具體如下：
（1） 原來倆片槽鋼狀立柱滑道改為圓筒狀；
（2） 原來方塊狀滑塊改為空心圓柱狀；
（3）將原來四支小彈簧改為一支大彈簧，並重新設計了連線結構；
（4）滑道下設計了燕尾槽可調結構；
（5）將原壓輥表面掛膠層加厚。
改進後結構明顯減小，製造方便且簡單化。在使用中沒有發生偏移、卡滯等問題，效果良好。
（三）、圓鋸床改進
1、圓鋸床切削液迴圈系統改進
母線生產中圓鋸床是關鍵裝置之一，它將鑄出的連續鑄坯切為所需的長度，為了保證鋸切的順利進行，必須進行冷卻、潤滑。我們採用水基乳化液，但由於最初設計時沒考慮，一直以來乳化液只採用高位水箱自由冷卻潤滑系統，此系統由高位水箱、出液閥、水管、噴射管組成，使用時由操作人員開啟閥，並調節流量，用後乳液進入下水流走，為一次性使用，這樣就存在幾個缺陷：
（1） 由於乳化液不能**再利用，造成橫大的浪費；
（2） 廢棄的乳化液對環境造成汙染；
（3） 壓力有限，乳液流出無力，不能充分冷卻潤滑鋸片，特別在鋸切大母線時由於散熱不良，易造成粘鋸。
根據現場論證，我們設計了一套乳液迴圈系統，它由水箱、潛水幫浦、管路、閥、噴射容器、集液朝、沉澱坑、回水管組成根據乳液用量將水箱設計為1200×1400×1000的鋼板焊接結構，隨混凝土鑄入地下，上留操作口；幫浦綜合考慮壓力、流量、使用時間、開閉效能、經濟性等因素，選用1.5寸潛水電幫浦浸入水箱，並與鋸片互鎖；流量、壓力控制閥選用旁通球閥實現；噴射器重新做了設計採用縫隙式噴孔，可微調流量和角度，以保證乳液射到部位。
施工完成後，經調整，系統投入正常使用，達到了預想要求，解決了粘鋸、浪費、現場衛生等問題。
2. 同步鋸床雙缸氣動壓緊裝置技術改造
其中原先鋸床同步壓緊機構由單氣缸手動操作，存在以下幾個問題：
（1） 採用單氣缸驅動鎖緊，鎖緊力只有不足300公斤，對於大規格母線而言這個壓緊力難以實現無滑動鎖緊；
（2） 由於採用大通徑手動旋鈕單向閥控制，氣缸下降速度快，造成衝擊；
（3） 其手動旋鈕單向閥控制特點使其無法實現電動控制；
（4） 由於產品規格增大，架子結構尺寸不足。
從不足點出發考慮現有物件與實際情況，經充分論證我們對其做了重新設計，新結構主要由鉸接支架機構、雙氣缸、氣路控制系統組成（見附圖），由雙缸同時推動一塊壓板，壓在母線上，使鋸床與母線成為乙個整體以實現同步鋸切。特點在於：
（1） 採用雙缸壓緊在不增大體積的情況下實現大的壓緊力，同時設計可活動的絞架結構，以消除部分不同步；
（2） 氣路控制系統用簡單的二位五通換向閥加普通消聲節流器即可實現較好同步；
（3） 壓緊無衝擊，壓緊後平穩無蠕動；
（4） 實現自動控制，操作簡便；
裝置安裝交付使用後，鎖緊力、操作性、均達到設計要求，經一年多生產實踐其故障率低，維修方便的優點也很顯著，更新改造獲得成功。
3.鋸片支撐轉子系統改進
原裝置設計為只適用直徑650mm一種規格的鋸片，鋸切最大規格為220×500，隨著電解槽大型化，需要250×550的超大規格母線，因此鋸片要加大規格，這就要設計相應的機械轉子系統，主要改進如下：
（4） 加長鋸床行程
（5） 加長鋸切行程
（6） 加粗加長鋸架導程柱和傳動絲槓
（7） 加高支撐立板
（8） 強化改進銅絲母
（9） 設計變速皮帶輪
（10） 設計易拆卸鋸片罩
改進後鋸床可使用750mm和650mm兩種規格鋸片，達到了預期目標。
（四）、滑動輥道改進
滑動輥道是水平鑄造機的重要組成部分，由基礎架、輥子支撐架、滑輥構成，起支撐母線和滑動運送作用。在水平鑄造機更新改造過程中為了節約資金，並沒有對滑動軌道部分進行改造，但因結構陳舊和產品重量加大使得軌道支撐架負荷不足，出現不易調平或調平後不易保持等問題，對生產作業與產品質量造成一定影響，因此決定改造。同時因各輥間有400公釐的間距對安全與衛生不利，應設法消除
我們在充分觀察、討論的基礎上發現，基礎架與滑輥並沒有明顯劣化，關鍵在於輥子支撐架因疲勞或強度不足而形變，因此主要對支撐架改進：
（1） 在基本結構不變的基礎上將原製造鋼板由10公釐改為12公釐；
（2） 將原加強筋尺寸加大，所用鋼板加厚；
（3） 將左右倆個支撐架焊接在同一條槽鋼內槽倆側，這樣做既使結構進一步堅固，又使倆邊調平方便了許多。
同時根據輥間空隙形狀設計了鋼板護罩，安裝在基礎上，防人員滑跌及雜物進入。加工安裝後，在使用中有幾個優點：（1）輥道調平簡便易行；（2）調平後無變化；（3）維修量小；（4）美觀實用，改進達到了預想效果。
（五）電氣改造
原鑄機的鏈板傳動電機和鋸片進給電機是由電磁調速控制，這種控制方式故障率高、速度不穩定，給生產造成很大影響。基於此原因，將控制方式改為變頻調速控制。
經過改造，電氣系統達到故障率低、速度穩定的效果。
三、實施效果及效益
裝置安裝完成後，經實際生產檢驗，各項改造內容均達到預期目的，更新改造取得圓滿成功。年創效益100萬元以上。
水平鑄造機更新及技術改造總結
單位：電解一公司鑄造車間
時間；2023年
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